芯片工厂的主街
IBM的技术人员正在观察晶圆的加工，他们把这一过程称作“烤比萨饼”
本报驻联合国特派记者丁刚
出纽约沿哈德逊河谷向北行大约100多公里，就到了一个叫做菲舍基尔的小镇。那里山清水秀，是个度假的好去处。“蓝色巨人”IBM公司的芯片工厂就坐落在绿阴深处，由于这里是IBM芯片研发部门的心脏，通常不对媒体开放，记者机缘巧合，有幸成为第一个参观芯片工厂的中国记者。
人类制造出的最复杂的工厂
整个芯片厂项目从2000年开始建设，去年8月完成，总投资为25亿多美元，是纽约州有史以来最大的单项投资项目。工厂占地面积约1.3万平方米，布有长达320公里的各种管道和900多吨重的管线。
“很多美国人都不知道芯片是什么样子的，但平均每个美国人拥有上千个芯片，”IBM的专家罗素介绍，“手机、电视机、电脑、计算器……几乎所有的电子产品都装有芯片，一辆汽车上通常就有200多个芯片。”芯片的发展史就是让芯片由大变小的历史。随着技术的发展，越来越多的电子原件、线路和晶体管可以压缩在越来越小的芯片上。罗素说，一个指甲盖大小的标准芯片上就有10亿甚至更多晶体管，芯片上的线宽还不到发丝的1/1000。去年12月，IBM的新工厂还生产出全球第一个90纳米的微型芯片。
按照现在的工业标准，一般的芯片工厂大多生产200毫米直径的晶圆，而IBM这个新厂则可以生产300毫米直径的晶圆。从二氧化硅矿石中提炼出高纯度的多晶硅，将其熔化制成硅晶棒，再把硅晶棒研磨、抛光、切片，就制成了制造芯片的基本原料———晶圆。一个晶圆可以刻制上千乃至数千芯片，每个芯片上都有根据不同电子产品要求而组合的电子原件和线路。晶圆直径的增加，意味着可分割成的芯片数量的增加，同时制造费用相应减少，使用这种芯片的产品价格也就会随之下降。资料显示，一块300毫米晶圆切割出的芯片数量约为200毫米晶圆的2.2倍，而生产成本几乎是相同的，因此平均单个芯片的价格可下降三成。
罗素说，相对于现在的半导体芯片生产技术来说，这个工厂所运用的技术至少要超前两代。3年前，IBM开始建造这个工厂时，全球半导体行业正在走入低谷，可“IBM决定为未来投资”。这样的芯片工厂是人类制造出的最复杂的工厂，管理这个工厂要比管理美国宇航中心的计算机复杂得多。
新工厂将机器完全密闭
进厂房前，新闻官斯考特引导我们先用自动刷鞋器刷净鞋面的尘土，然后刷卡、开门，又给我们分发了鞋套，进入了洁净区。接着，我们又戴上白帽子、穿上白大褂，把照相机、录音机等采访工具全部留下，才随着斯考特走进厂房。记者以前曾听别人说，芯片上的线路和晶体管要比灰尘还小，所以芯片生产需要在极高清洁度的环境中进行，参观芯片工厂也要淋浴更衣，但这次只是加了个外套和鞋套，记者颇感意外。新闻官斯考特解释说，新的芯片工厂已经将所有机器完全封闭，有的甚至是在真空状态下运行，因此人员活动区的清洁标准可以适当放宽。
像几乎所有美国城市一样，芯片工厂里也有一条主街，两旁耸立着高大的存储器，头顶上是各种密布的轨道和管道，一个个像大号高压锅那样的容器挂在轨道上驶来驶去。斯考特告诉记者，整个工厂全部是自动化管理，“高压锅”里装有各种各样的配件和半成品，按照电脑设计的程序运送到各个机器去加工。晶圆的全部制作过程都是封闭的。我们只能透过小小的窗户看到晶圆在机器上转来转去。
主街上，不少和我们一样穿着的人匆匆忙忙地走过，那场面就仿佛来到了电影里的未来世界。斯考特告诉记者，新工厂还没有达到设计目标，现在正在扩建，这些人当中的大多数并不是IBM的雇员，而是合同公司的员工，他们是来维修和安装设备的。这家芯片工厂里，IBM自己的工作人员总共不到200人。他们每周工作3天到4天，每天工作12小时，分两班。
为客户度身定制
斯考特说，IBM不仅能够生产标准芯片，更可以满足客户个性化的需求。有了这样的芯片厂，客户想要什么样的芯片，只要提出要求，IBM的工厂就可以按需设计、生产。技术人员只要根据要求来更换数据，就可以改变产品的结构。一种芯片从设想到实用，时间可以大大缩短，有助于应用厂商提高竞争力。
IBM公司与AMD、索尼等芯片厂商有合作关系，并为Nvidia、赛灵思、高通、苹果电脑等公司生产芯片，它的目标是成为20多家不愿意自己制造芯片的芯片厂商的“教父”。就某种程度而言，IBM公司已经成为英特尔公司最大的竞争对手。美国《商业周刊》称，估计今年IBM整个芯片部门的销售额可达37亿美元，比去年增加28%，目前这个新工厂的生产能力只达到了设计目标的30%，如果能够达到设计目标，预期收入将会增加20亿美元。
